JP5397119B2 - 左右独立駆動車両の駆動力制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の少なくとも左右の二輪のそれぞれに設けられた動力源の駆動力あるいは制動力を制御する左右独立駆動車両の駆動力制御装置に関するものである。

従来、車両の少なくとも左右二輪に動力源（例えば電動機）を設けて駆動する車両が知られている。その一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されている電動車両の駆動力制御装置は、左右の駆動車輪の不具合による車両の挙動の変化を抑制し、車両状態を検出して所定の範囲内に各車輪の駆動力を制御するものである。この制御装置は、要求される駆動力値と走行状態に応じて各車輪の駆動力の配分値を演算し車両の走行状態又はホイールの駆動状態が所定の範囲を越えた場合に駆動力の配分値を修正する駆動力演算手段を備える。これにより、旋回時の内、外車輪の接地荷重の移動に応じて各車輪の駆動力の配分値が求められ、旋回時のコーナリング力の低下や車両挙動が不安定になるのを防ぐ。

また、特許文献２に記載されている左右二輪独立駆動車の駆動力制御装置は、この車両の旋回時に旋回方向外輪側の前輪の駆動源が駆動不能に陥ると、旋回方向内輪側の前輪に対する駆動力を徐々に低下させていき、所定時間経過後には駆動力の供給を停止させ、この車両の旋回時に旋回方向内輪側の前輪の駆動源が駆動不能に陥ると、旋回方向外輪側の前輪に対する駆動力の供給を直ちに停止させる制御をおこなう。

特開平５−３２８５４２号公報 特開平８−１６８１１２号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載されている電動車両の駆動力制御装置では、通常の走行状態において、各車輪の接地荷重の移動から駆動力限界を求めて最適な駆動力値を決定し、そして、電流状態や加速度、車輪の回転数、接地荷重、操舵角の変化等の状態について予め定められた所定の範囲を超えた場合に不具合の発生と判断し、この不具合により車両の挙動が不安定にならないようにするものであり、例えば走行中に一輪に不具合が発生して急なヨーレートの変化により車両の挙動が不安定になったことから、運転者が修正操舵をした場合などには対処できない。

また、上記の特許文献２に記載されている左右二輪独立駆動車の駆動力制御装置では、旋回時に旋回方向内輪側の前輪の駆動源が駆動不能に陥ると、旋回方向外輪側の前輪に対する駆動力の供給を直ちに停止させる制御がおこなわれるが、例えば走行中に一輪に不具合が発生して急なヨーレートの変化により車両の挙動が不安定になったことから、運転者が修正操舵をした場合などには対処できない。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、左右の二輪のうちの一輪がフェイルした場合における車両の挙動の急変を抑制して、車両の挙動を安定させる左右独立駆動車両の駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため請求項１の発明は、車両における複数の車輪のうち少なくとも左右二輪に個別に設けられて駆動と回生制動とをおこなう動力源を有している左右独立駆動車両の駆動力制御装置において、運転者による操舵の状態である操舵角を検出する操舵状態検出手段と、車両の実ヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、車両の走行中に前記左右二輪に個別に設けられた前記動力源のうちいずれか一方の一輪の前記動力源に異常が発生した場合、かつ当該異常が発生したことにより生じる前記実ヨーレートとは逆向きのヨーレートを発生するように逆向きの前記操舵角を前記操舵状態検出手段が検出した場合に、異常が発生していない他方の一輪の前記動力源による駆動を停止させ、かつ当該他方の一輪の駆動源を停止させる過程で前記操舵状態検出手段によって検出される前記逆向きの操舵角に応じて前記他方の一輪の動力源の出力トルクを制御するトルク制御手段とを備えていることを特徴とする左右独立駆動車両の駆動力制御装置である。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記トルク制御手段は、前記過程で前記逆向きの操舵角が基準値より小さい場合に、前記他方の一輪の動力源による出力トルクを低減のみさせて当該他方の一輪の駆動源を停止させる手段を含むことを特徴とする左右独立駆動車両の駆動力制御装置である。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記トルク制御手段は、前記過程で前記逆向きの操舵角が基準値より大きい場合に、前記他方の一輪の駆動源による出力トルクを制御開始当初に増大させた後に低減させて当該他方の一輪の駆動源を停止させる手段を含むことを特徴とする左右独立駆動車両の駆動力制御装置である。

請求項１の発明によれば、車両の走行中に左右二輪に個別に設けられたいずれか一方の一輪の動力源に異常が発生した場合、その一方の一輪の動力源に異常が発生したことに併せて他方の一輪の動力源による駆動を停止させ、かつ、その他方の一輪の駆動を停止させる過程で運転者の操舵の状態に応じて挙動を安定させるためのトルク制御が行われることから、車両の挙動を安定させて速やかに停止させることができる。

請求項２の発明によれば、操舵角が小さい場合、左右二輪のうちの異常が発生していない他方の一輪の駆動力を低下させて停止させることから、車両の挙動を安定させて速やかに停止させることができる。

請求項３の発明によれば、操舵角が大きい場合、左右二輪のうちの異常が発生していない他方の一輪の駆動力を増大した後に低下させて停止させることから、車両の挙動を安定させて速やかに停止させることができる。

この発明の左右独立駆動車両の駆動力制御装置による制御の一例を説明するためのフローチャートである。 この発明の左右独立駆動車両の駆動力制御装置で対象とすることのできる車両の一例を示し、その正常時の直進状態を示す模式図である。 この発明の左右独立駆動車両の駆動力制御装置で対象とすることのできる車両の一例を示し、その一輪フェイル時の運転者による修正操舵角が小さい状態を示す模式図である。 この発明の左右独立駆動車両の駆動力制御装置における一輪フェイル時の運転者による修正操舵角が小さい場合の時間と出力トルクとの関係の一例を表す線図である。 この発明の左右独立駆動車両の駆動力制御装置で対象とすることのできる車両の一例を示し、運転者による修正操舵角が大きい状態を示す模式図である。 この発明の左右独立駆動車両の駆動力制御装置における一輪フェイル時の運転者による修正操舵角が大きい場合の時間と出力トルクとの関係の一例を表す線図である。 この発明の左右独立駆動車両の駆動力制御装置で対象とすることのできる車両の一例を示し、運転者による修正操舵角が“０”である状態を示す模式図である。 この発明の左右独立駆動車両の駆動力制御装置における一輪フェイル時の運転者による修正操舵角が“０”である場合の時間と出力トルクとの関係の一例を表す線図である。

つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。図２は、この発明で対象とすることのできる車両Ｖｅを模式的に示す図であり、符号１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲは電動機（動力源）を示している。この電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲは、各車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲを個別に駆動し、また回生制動をおこなうように構成されている。図２の車両Ｖｅの構成例では、前輪左右二輪２ＦＬ，２ＦＲのそれぞれに対応させて電動機１ＦＬ，１ＦＲが搭載され、また、後輪左右二輪２ＲＬ，２ＲＲのそれぞれに対応させて電動機１ＲＬ，１ＲＲが搭載されている。すなわち、車両Ｖｅは、前輪左右二輪２ＦＬ，２ＦＲを個別に駆動または制動し、後輪左右二輪２ＲＬ，２ＲＲを個別に駆動または制動する四輪駆動車となっている。なお、この発明で対象とすることができる車両は、少なくとも左右二輪を個別に駆動または制動する車両であればよい。例えば、上記の構成例以外にも、前輪左右二輪のみの構成、もしくは後輪左右二輪のみの構成、もしくはそれらと内燃機関などとを組み合わせた構成となる車両などを対象とすることができる。

このように、各車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲに電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲが備えられて、電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲが駆動または制動して、車両Ｖｅが走行する構成となっている。電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲは、この発明の動力源の一例であり、各種の直流モータまたは交流モータまたはモータジェネレータなどであってよい。また、電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲには、電流のコントロールをおこなうインバータ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲがそれぞれ電気的に接続されている。このインバータ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲは、電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲの回転を制御する構成となっている。また、インバータ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲには、車両電子制御装置（車両ＥＣＵ）４が電気的な信号を通信可能に接続されている。さらに、インバータ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲには、電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲに電力を供給するバッテリー５が電気的に接続されている。なお、このバッテリー５とともに用途に応じてキャパシタ（図示せず）を備える構成であってもよい。

このバッテリー５は、電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲの回生制動により充電可能となっており、車両ＥＣＵ４と電気的な信号を通信可能に接続されて、その充電状態および放電状態が監視可能に構成されている。車両ＥＣＵ４は、運転者による操作や各種センサにより得られた車両Ｖｅの挙動および動作状態から、インバータ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲと信号通信して電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲを制御する構成となっている。運転者による操作は、主にアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量を調節しておこなうアクセル操作とブレーキペダル（図示せず）の踏み込み量を調節しておこなうブレーキ操作とステアリングホイール６の操舵角を調節する操舵操作とである。ステアリングホイール６は、運転者による操舵操作を操向装置９を介して操舵トルクを各車輪２ＦＬ，２ＦＲに伝達し、その操舵角を設定する構成となっている。また、運転者による各操作は、センシングされてその操作状態を表す信号が所定時間毎に車両ＥＣＵ４に送信される。一方、車両Ｖｅの挙動および動作状態もセンシングされて車両ＥＣＵ４にその動作状態を表す信号が所定時間毎に車両ＥＣＵ４に送信される。

また、この車両Ｖｅには、ステアリングホイール６の操舵状態を検出する操舵状態検出装置７とヨーレートを検出するヨーレートセンサ８とが設けられている。これらのセンサ７，８は、電気的な信号を通信可能に車両ＥＣＵ４に接続されて、その動作状態を表す信号が所定時間毎に車両ＥＣＵ４に送信される。操舵状態検出装置７は、運転者によるステアリングホイール６の操舵角や操舵トルクや操舵角速度などの操舵状態を検出可能に構成されている。一方、ヨーレートセンサ８は、車両Ｖｅの横方向の挙動を検出できるように構成されており、これにより、オーバーステアの状態か、アンダーステアの状態かを判定できる構成となっている。また、車両Ｖｅのヨーレートは、後述するモータ／減速機出力トルクセンサ１５により検出される電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲと減速機１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲとによる出力トルク、つまり車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲに作り出される出力トルクの状態によっても影響を受ける。このため、車両Ｖｅのヨーレートは、これと操舵状態検出装置７により検出される操舵状態との対応関係を表す出力トルクマップ１３などによって補正できるように構成されている。

ここで、この車両Ｖｅの動力伝達系統について説明すると、電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲでは、その内部に回転自在に備えられる図示しない回転子の中心軸である回転軸（図示せず）が備えられている。この回転軸は、それぞれ減速機１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲの入力側に動力伝達可能に接続されている。この減速機１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲは、一例を挙げるとプラネタリギヤなどで構成され、多段階もしくは無段階にその減速比を変更して入力側から出力側へと所望のトルクを伝達可能なように構成されている。減速機１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲの出力側には、それぞれ車軸１１ＦＬ，１１ＦＲ，１１ＲＬ，１１ＲＲの一方端が動力伝達可能に接続されている。そして、車軸１１ＦＬ，１１ＦＲ，１１ＲＬ，１１ＲＲの他方端には車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲが連結されている。車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲはホイール（図示せず）にタイヤを嵌め込んだ構成となっており、またホイールは車軸１１ＦＬ，１１ＦＲ，１１ＲＬ，１１ＲＲと一体的に回転する構成となっている。

また、この車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲのホイール（図示せず）内には、車両の制動をおこなうための図示しないブレーキ装置が設けられている。このブレーキ装置は、種々の機械式ブレーキもしくは電気的に駆動するブレーキもしくは油圧式ブレーキなどを採用できる。なお、ブレーキ装置によるブレーキング状態などがセンシングされて、車両ＥＣＵ４にその信号が送信される構成となっている。さらに、この車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲには、その回転状態を検出する車輪回転状態検出装置１２が設けられている。この車輪回転状態検出装置１２は、車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲの回転数や車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲの回転加速度を検出できる構成となっており、電気的な信号を通信可能に車両ＥＣＵ４に接続されている。またさらに、電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲと減速機１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲとによる出力トルクは、モータ／減速機出力トルクセンサ１５により検出され、その検出された信号を通信可能にモータ／減速機出力トルクセンサ１５と車両ＥＣＵ４とが接続されている。

上記のように主に電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲと車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲとによる制駆動をおこなうための構成が、アームなどにより構成されるサスペンションなどの懸架装置（図示せず）により車両Ｖｅに懸架される。なお、この車両Ｖｅには上記のセンサ類の他にもモータ／減速機回転数センサ、車速センサ、加速Ｇセンサ（図示せず）などが設けられている。

また、この車両Ｖｅには、電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲもしくは車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲがフェイルした場合に、それを検出する故障検出装置１４が備えられている。この故障検出装置１４は、フェイルが検出されたことを信号により車両ＥＣＵ４に送信する構成となっている。また、この故障検出装置１４は、電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲの熱的フェイルすなわち電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲの温度が予め定められた基準温度よりも相対的に高くなることにより、車軸１１ＦＬ，１１ＦＲ，１１ＲＬ，１１ＲＲの回転が停止される状態、または、その電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲから動力が伝達される車輪が駆動不可能となる状態などを検出する構成となっている。なお、故障検出装置１４が検出するフェイルは、上記に限定されず、何らかの異常により各車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲが駆動不可能な状態である。

つぎに、この発明で対象とすることのできる車両Ｖｅの基本的な動作について説明する。車両Ｖｅが駆動する際にはまず、運転者によるアクセルペダル（図示せず）などの操作による駆動要求の信号が車両ＥＣＵ４に送信される。車両ＥＣＵ４からインバータ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲに信号が送られ、バッテリー５もしくはキャパシタ（図示せず）から電流が調整されて電力が電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲに供給される。電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲに所望の電流が供給されると、磁界の変化によってその回転子（図示せず）が回転する。電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲの回転子が回転してその回転軸（図示せず）からの動力が減速機１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲに伝達される。減速機１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲから所望のトルクが車軸１１ＦＬ，１１ＦＲ，１１ＲＬ，１１ＲＲに伝達される。車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲは、車軸１１ＦＬ，１１ＦＲ，１１ＲＬ，１１ＲＲと一体的に回転して路面に動力が伝達される。この車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲの駆動トルクは、車両ＥＣＵ４によってインバータ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲを介して制御される電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲの出力トルクと車両ＥＣＵ４によって制御される減速機１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲの減速比とにより作り出される。

また、車両Ｖｅが回生制動する際にはまず、運転者によるアクセルペダル（図示せず）やブレーキペダル（図示せず）などの操作による制動要求の信号が車両ＥＣＵ４に送信される。車両ＥＣＵ４からインバータ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲに信号が送られ、電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲの回生制動の制御をおこなわれる。回生制動が始められると、車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲからの制動トルクが車軸１１ＦＬ，１１ＦＲ，１１ＲＬ，１１ＲＲを介して、電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲに伝達される。これにより電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲの回転子（図示せず）が回転することから、起電力が発生してその電気エネルギがインバータ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲを介してバッテリー５もしくはキャパシタ（図示せず）に保存される。なお、車両Ｖｅの制動時には、上記に示した回生制動以外にも機械式や油圧式のブレーキなどが作動して協調制御がおこなわれる場合もある。

また、車両Ｖｅの走行中に運転者によるステアリングホイール６の操作があった場合の車両Ｖｅの基本的な動作および挙動について説明すると、車両Ｖｅがステアリングホイール６の操作によって進行方向を変える際にはまず、ステアリングホイール６の操舵角が切り込まれるとその操舵角に応じた操舵トルクが操向装置９を介して車輪２ＦＬ，２ＦＲに伝達される。これにより、車輪２ＦＬ，２ＦＲに操舵角が与えられてタイヤと路面との摩擦力によって車両Ｖｅの進行方向が変化し始める。車両Ｖｅがこのように旋回する際に、運転者によるステアリングホイール６の操舵の状態が操舵状態検出装置７により検出され、その検出された信号が車両ＥＣＵ４に送信される。この信号によって運転者が車両Ｖｅを旋回させたい方向を推定して車両Ｖｅの旋回挙動が制御されて旋回がおこなわれる。車両Ｖｅの旋回時のヨーレートの制御は、運転者によるステアリングホイール６の操舵状態により検出される信号や車速に基づいて車両ＥＣＵ４から目標ヨーレートが算出されて、その目標ヨーレートとヨーレートセンサ８により検出される実ヨーレートとに相対的な差が発生している場合に補正をおこなうことにより運転者が車両Ｖｅを旋回させたい方向への旋回がおこなわれる。

さらにこの発明で対象とすることができる車両Ｖｅは各車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲを電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲで独立して駆動または回生制動するものであるため、その左右個別に設けられた電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲとの回転の差異によっても実ヨーレートが変化する。そのため、目標ヨーレートとヨーレートセンサ８により検出される実ヨーレートとに相対的な差が発生している場合に操舵角を変化させるような制御だけではなく、例えば、車両Ｖｅが直進中であっても、各電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲの出力トルクや減速機１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲの減速比を変化させることによって車両Ｖｅの横方向すなわちヨーレートの挙動を制御して安定させることができる。

また、車両Ｖｅが走行中に各車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲのいずれか一輪で制動力を発生させ、あるいは駆動力を発生しなくなるような故障（フェイル）が起きた場合つまり故障検出装置１４にりょフェイルが検出された場合、車両Ｖｅに急速なヨーレートが発生する。このような急速なヨーレートが発生した場合、運転者は逆向きのヨーレートが発生するようにステアリングホイール６を操舵する（以下、このフェイル時の急速なヨーレート変化に応じた運転者の操舵を“修正操舵”と言う）。その際、一輪フェイルによる車両Ｖｅに急速なヨーレートと運転者による修正操舵を加味した制御がなされる必要がある。そのような場合におけるこの発明の基本的な制御の一例を示すフローチャートが図１に記載されている。以下、図１のフローチャートによる制御について説明する。

まず、ステップＳ１において、故障検出装置１４により各車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲのいずれか一輪でフェイルが発生したか否かが判定される。ステップＳ１において、否定の判断がされた場合すなわちいずれか一輪でフェイルが発生していない場合は、そのままリターンする。ステップＳ１において、肯定の判断がされた場合すなわちいずれか一輪でフェイルが発生している場合は、操舵状態検出装置７により運転者の修正操舵による操舵角が検知される（ステップＳ２）。ついでステップＳ３において、車両ＥＣＵ４内の出力トルクマップ１３によって、車両Ｖｅの挙動を安定させる補正をおこなうための各電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲの目標モータ出力値が車両ＥＣＵ４に読み込まれる。読み込まれた目標モータ出力値に基づいてインバータ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲを介して各電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲと各減速機１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲとによる出力トルクが制御され、各車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲの駆動または制動が制御されてリターンする（ステップＳ４）。なお、車両Ｖｅの挙動を安定させるための目標モータ出力値に基づく駆動または制動の制御は、具体的には左右の車輪の一方がフェイルした場合には、左右の対となる車輪、もしくは車両上の車輪の配置においてフェイルした一輪と対角の位置となる車輪の電動機と減速機とが制御されることになる。また、適宜、左右の車輪の同じ側にある車輪の電動機と減速機とが制御されることもある。なお、以下に示す車両Ｖｅの一輪フェイル時の挙動を安定させるための電動機と減速機とによる出力トルクの制御は、一例として左右の対となる車輪における電動機と減速機とによる出力トルクを制御するものとして説明する。

この図１に示したフローチャートでは、一輪のフェイルが起きて車両Ｖｅに急速なヨーレートが発生した場合、運転者による車両Ｖｅの挙動を立て直すための修正操舵による操舵角に応じて、車両Ｖｅの挙動を安定させて停止させることができる。すなわち、一輪（２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲのいずれか）のフェイルによるヨーレートと操舵角によるヨーレートと各車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲの回転状態と出力トルクマップ１３とから、フェイルしている車輪（２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲのいずれか）と左右の対となる車輪（２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲのいずれか）の電動機と減速機との制御がなされる。そのため、ヨーレートを目標値まで近づけて車両Ｖｅを安定させて停止させることができる。また、車両Ｖｅの挙動を安定させるために回生制動する場合には、電動機（故障輪を除く１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲのいずれか）により回生して電気エネルギを蓄えることができるため、エネルギ効率が向上する。

図１に示した制御フローチャートでは、出力トルクマップ１３による電動機１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲの目標モータ出力値に基づいて制御をおこなう。また、この出力トルクマップ１３に基づいて、運転者の修正操舵の状態における操舵角が小さい場合、運転者の修正操舵の状態における操舵角が大きい場合、運転者による修正操舵がない場合のそれぞれに応じて、フェイルしている一輪と左右の対となる一輪（２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲのいずれか）における電動機と減速機との制御を異ならせる。なお、この運転者の修正操舵の状態における操舵角が小さい場合および運転者の修正操舵の状態における操舵角が大きい場合とは、車両ＥＣＵ４によりマップや基準値が設定されて判断される。以上、このフローチャートによるルーチンは、車両ＥＣＵ４内で所定時間毎に実行されて、車両Ｖｅの挙動の安定制御に反映される。以下、この出力トルクマップ１３に基づく制御について、図３ないし図８を参照して説明する。また、一例として車両Ｖｅの右前輪２ＦＲがフェイルした場合の制御について説明する。

図３は、上記に示した車両Ｖｅの一輪の故障（フェイル）時の運転者による修正操舵角が小さい状態を示す模式図である。この例では車両Ｖｅの右前輪２ＦＲがフェイルしており、車両Ｖｅを右旋回させる方向に急速なヨーレートの変化が発生する。異常が発生して車両Ｖｅを右旋回させる方向に急速なヨーレートの変化が発生することにより、運転者は車両Ｖｅの挙動を安定させようとしてステアリングホイール６の修正操舵をおこなう。この修正操舵における操舵角が小さい場合は、車両Ｖｅの右前輪２ＦＲに設けられた電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクを、車両の挙動を安定させながら段階的に低減させて停止させる制御がおこなわれる。この場合、以下のようにヨーレートの変化に応じて制御を異ならせる。

図４は、操舵角が小さい場合の電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクとフェイル発生時を前後した時間との関係（トルク曲線）を表す。フェイル発生と運転者の修正操舵とによるヨーレートが小さい場合には、フェイル発生後、実線ａで表すような電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクの変化となるように制御がおこなわれる。すなわち、ヨーレートが小さい場合、出力トルクマップ１３に基づいてフェイル発生当初では緩やかに（小さい低下率で）電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクを低減させて、その後、ヨーレートの変化を監視およびそれに応じた制御つまり車両Ｖｅの挙動を安定させるように出力トルクの制御をしながら電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクを段階的に低減させて車両Ｖｅを停止させる。

フェイル発生と運転者の修正操舵とによるヨーレートが大きい場合には、フェイル発生後、点線ｂで表すような電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクの変化となるように制御がおこなわれる。すなわち、ヨーレートが大きい場合、車両Ｖｅの挙動を緊急に安定させる必要があるため、出力トルクマップ１３に基づいて、フェイル発生当初から大きい低下率で電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクを低減させて、その後、ヨーレートの変化を監視およびそれに応じた制御つまり車両Ｖｅの挙動を安定させるように出力トルクの制御をしながら電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクを段階的に低減させて車両Ｖｅを停止させる。

また、点線ｃで表すように、フェイル発生と運転者の修正操舵とによるヨーレートの変化の状態に応じて、出力トルクマップ１３に基づいて、フェイル発生当初から電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクを低減させて、その後、ヨーレートの変化を監視およびそれに応じた制御つまり車両Ｖｅの挙動を安定させるように出力トルクの制御をしながら電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクを段階的に低減させて車両Ｖｅを停止させる。

図５は、上記に示した車両Ｖｅの一輪の故障（フェイル）時の運転者による修正操舵角が大きい状態を示す模式図である。この例では車両Ｖｅの右前輪２ＦＲがフェイルしていることによる車両Ｖｅを右旋回させるヨーレートに対して、運転者による修正操舵角が大きいことによる車両Ｖｅを左旋回させるヨーレートが相対的に大きいことから、車両Ｖｅを左旋回させる方向に急速なヨーレートの変化が発生する。この場合、以下のようにヨーレートの変化に応じて制御を異ならせる。

図６は、操舵角が大きい場合の電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクとフェイル発生時を前後した時間との関係（トルク曲線）を表す。フェイル発生と運転者の修正操舵とによるヨーレートが小さい場合には、フェイル発生後、実線ａで表すような電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクの変化となるように制御がおこなわれる。すなわち、ヨーレートが小さい場合、出力トルクマップ１３に基づいてフェイル発生当初では緩やかに電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクを増大させて運転者の修正操舵の操舵角が大きいことによるヨーレートに対応し、その後、ヨーレートの変化を監視およびそれに応じた制御つまり車両Ｖｅの挙動を安定させるように出力トルクの制御をしながら電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクを段階的に低減させて車両Ｖｅを停止させる。

フェイル発生と運転者の修正操舵とによるヨーレートが大きい場合には、フェイル発生後、点線ｂで表すような電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクの変化となるように制御がおこなわれる。すなわち、ヨーレートが大きい場合には、車両Ｖｅの挙動を緊急に安定させる必要があるため、出力トルクマップ１３に基づいて、フェイル発生当初から急速に電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクを増大させて、その後、ヨーレートの変化を監視およびそれに応じた制御つまり車両Ｖｅの挙動を安定させるように出力トルクの制御をしながら電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクを段階的に低減させて車両Ｖｅを停止させる。

また、点線ｃで表すように、フェイル発生と運転者の修正操舵とによるヨーレートの変化の状態に応じて、出力トルクマップ１３に基づいて、フェイル発生当初から電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクを増大させて、その後、ヨーレートの変化を監視およびそれに応じた制御つまり車両Ｖｅの挙動を安定させるように出力トルクの制御をしながら電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクを段階的に低減させて車両Ｖｅを停止させる。

図７は、上記に示した車両Ｖｅの一輪の故障（フェイル）時の運転者による修正操舵がない場合を示す模式図である。この例では車両Ｖｅの右前輪２ＦＲがフェイルしていることにより車両Ｖｅを右旋回させるヨーレートが発生する。運転者による修正操舵がないため、電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクを低減して回生制動させる。その後、回生制動を段階的に解除して車両Ｖｅを停止させる。この場合、以下のようにヨーレートの変化に応じて制御を異ならせる。

図８は、運転者による修正操舵がない場合のヨーレートが小さい状態と大きい状態とにおける電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクとフェイル発生時を前後した時間との関係（トルク曲線）を表す。フェイル発生によるヨーレートが小さい場合には、フェイル発生後、実線ａで表すような電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクの変化となるように制御がおこなわれる。すなわち、ヨーレートが小さい場合、出力トルクマップ１３に基づいてフェイル発生当初では緩やかに電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクを低減して回生制動させる。その後、ヨーレートの変化を監視およびそれに応じた制御つまり車両Ｖｅの挙動を安定させるように出力トルクの制御をしながら電動機１ＦＬの回生制動を段階的に解除して車両Ｖｅを停止させる。

フェイル発生と運転者の修正操舵とによるヨーレートが大きい場合には、フェイル発生後、点線ｂで表すような電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクの変化となるように制御がおこなわれる。すなわち、ヨーレートが大きい場合には、車両Ｖｅの挙動を緊急に安定させる必要があるため、出力トルクマップ１３に基づいて、フェイル発生当初から急速に電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクを低減して回生制動させる。その後、ヨーレートの変化を監視およびそれに応じた制御つまり車両Ｖｅの挙動を安定させるように出力トルクの制御をしながら電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる回生制動を段階的に解除して車両Ｖｅを停止させる。

また、点線ｃで表すように、フェイル発生によるヨーレートの変化の状態に応じて、出力トルクマップ１３に基づいて、フェイル発生当初から、電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる出力トルクを低減して回生制動させる。その後、ヨーレートの変化を監視およびそれに応じた制御つまり車両Ｖｅの挙動を安定させるように出力トルクの制御をしながら電動機１ＦＬと減速機１０ＦＬとによる回生制動を段階的に解除して車両Ｖｅを停止させる。

上記のように制御されることから、運転者による修正操舵角が大きい状態、もしくは運転者による修正操舵角が小さい状態、もしくは運転者による修正操舵角がない状態のそれぞれにおいて、車両Ｖｅのヨーレートの変化に応じて車両Ｖｅの挙動を安定させて、停止させることができる。

なお、上記の制御では、一輪でフェイルが発生した場合に、そのフェイルした一輪と左右の対となる電動機を駆動もしくは回生制動させてそのトルクによりヨーレートを発生させて車両の挙動を安定させて停止させる構成となっているが、これと機械式や油圧式などのブレーキ装置と協調させて車両の挙動を安定させて停止させる構成であってもよい。ここで、この実施例で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、操舵状態検出装置７が、この発明の操舵状態検出手段に相当し、ヨーレートセンサ８が、この発明のヨーレート検出手段に相当し、出力トルクマップ１３によるフェイルしている一輪と左右の対となる車輪（２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲのいずれか）における電動機と各減速機とによる出力トルクの制御が、この発明のトルク制御手段に相当する。

１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲ…電動機、 ２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲ…車輪、 ３ＦＬ，３ＦＲ，３ＲＬ，３ＲＲ…インバータ、 ４…車両電子制御装置（車両ＥＣＵ）、 ５…バッテリ、 ６…ステアリングホイール、 ７…操舵状態検出装置、 ８…ヨーレートセンサ、 ９…操向装置、 １０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲ…減速機、 １１ＦＬ，１１ＦＲ，１１ＲＬ，１１ＲＲ…車軸、 １２…車輪回転状態検出装置、 １３…出力トルクマップ、 １４…故障検出装置、 １５…モータ／減速機出力トルクセンサ。

Claims (3)

1. 車両における複数の車輪のうち少なくとも左右二輪に個別に設けられて駆動と回生制動とをおこなう動力源を有している左右独立駆動車両の駆動力制御装置において、
   運転者による操舵の状態である操舵角を検出する操舵状態検出手段と、
   車両の実ヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、
   車両の走行中に前記左右二輪に個別に設けられた前記動力源のうちいずれか一方の一輪の前記動力源に異常が発生した場合、かつ当該異常が発生したことにより生じる前記実ヨーレートとは逆向きのヨーレートを発生するように逆向きの前記操舵角を前記操舵状態検出手段が検出した場合に、異常が発生していない他方の一輪の前記動力源による駆動を停止させ、かつ当該他方の一輪の駆動源を停止させる過程で前記操舵状態検出手段によって検出される前記逆向きの操舵角に応じて前記他方の一輪の動力源の出力トルクを制御するトルク制御手段とを備えていることを特徴とする左右独立駆動車両の駆動力制御装置。
2. 前記トルク制御手段は、前記過程で前記逆向きの操舵角が基準値より小さい場合に、前記他方の一輪の動力源による出力トルクを低減のみさせて当該他方の一輪の駆動源を停止させる手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の左右独立駆動車両の駆動力制御装置。
3. 前記トルク制御手段は、前記過程で前記逆向きの操舵角が基準値より大きい場合に、前記他方の一輪の駆動源による出力トルクを制御開始当初に増大させた後に低減させて当該他方の一輪の駆動源を停止させる手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の左右独立駆動車両の駆動力制御装置。

Images